CN111273247A - Rcs测量背景对消的测试方法和室内rcs测试系统 - Google Patents

Rcs测量背景对消的测试方法和室内rcs测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种RCS测量背景对消的测试方法、RCS测量背景对消装置和室内RCS测试系统，其中方法包括：使用室内RCS测试系统测量目标回波信号，其中室内RCS测试系统包括金属屏蔽壳体，以及置于金属屏蔽壳体内的雷达收发系统、目标和金属支架；测量移除目标和金属支架后的背景回波信号；根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，得到背景对消后的回波信号，并基于该回波信号得到目标的RCS值。本发明通过移除金属支架后的空暗室背景数据来进行背景对消，在保证不引入支架散射影响的同时，消除天线直漏、墙壁、地面等处的固定杂波对测试的影响，提高了RCS测试中背景对消的效果，提升了测试准确性。

Description

RCS测量背景对消的测试方法和室内RCS测试系统
技术领域
本发明涉及RCS测试技术领域，尤其涉及一种RCS测量背景对消的测试方法、RCS测量背景对消装置和室内RCS测试系统。
背景技术
雷达散射截面(RCS)作为一个重要的指标越来越受到人们的重视，RCS的测试方法也随着技术的发展而愈发准确、可靠、高效。RCS的测量方法按受场地条件可以分为室内测量和室外测量两个方向。其中室内测量往往受限于空间而需要利用紧缩场达到RCS测试所需的远场条件。室内场最大的优势就是电磁环境稳定，不易受到外部因素的干扰，而室内场的杂波多以固定杂波为主，其来源主要是馈源直漏、反射面和墙面的反射波，因此可以通过背景对消的手段降低测试场的背景水平。
室内场的实际测量中，常常使用的支撑机构主要有泡沫支架与金属支架两种。泡沫支架本体散射量值较低，而且目标架设后对本体散射影响较小，因此可以进行背景对消；而金属支架主要由二维转顶和低散射金属支架本体构成，被测目标底部留有接口，可以将二维转顶深入目标内部，进行紧固。由于拆除目标后金属支架会露出二维转顶，其散射很高，与放置目标后的散射情况相差甚远，不具备背景对消的意义。传统的RCS测试过程中，在使用金属支架时，并不进行背景对消，这样就使得除了支撑机构以外的固定杂波难以滤除。因此，亟待提供一种RCS测试中的金属支架背景对消方法，来达到将背景对消应用于金属支架测试的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的至少一部分技术问题，提供一种RCS测量背景对消的测试方法、RCS测量背景对消装置和室内RCS测试系统。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种RCS测量背景对消的测试方法，该方法包括以下步骤：
S1、使用室内RCS测试系统测量目标回波信号，其中室内RCS测试系统包括金属屏蔽壳体，以及置于金属屏蔽壳体内的雷达收发系统、目标和金属支架；
S2、测量移除目标和金属支架后的背景回波信号；
S3、根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，得到背景对消后的回波信号，并基于该回波信号得到目标的RCS值。
在根据本发明所述的RCS测量背景对消的测试方法中，优选地，所述金属支架包括支架本体和二维转顶；所述二维转顶插入目标内部进行紧固。
在根据本发明所述的RCS测量背景对消的测试方法中，优选地，所述金属屏蔽壳体内部覆盖有吸波材料。
在根据本发明所述的RCS测量背景对消的测试方法中，优选地，所述步骤S3中根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，具体为计算背景对消后的回波信号Atarget：
Atarget＝Ameas-AER；
其中，Ameas为目标回波信号，AER为背景回波信号。
在根据本发明所述的RCS测量背景对消的测试方法中，优选地，所述雷达收发系统包括：射频系统、发射天线、接收天线和紧缩场反射面。
本发明第二方面，提供了一种RCS测量背景对消装置，包括：
目标数据获取单元，用于使用室内RCS测试系统测量目标回波信号，其中室内RCS测试系统包括金属屏蔽壳体，以及置于金属屏蔽壳体内的雷达收发系统、目标和金属支架；
背景数据获取单元，用于测量移除目标和金属支架后的背景回波信号；
背景对消单元，用于根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，得到背景对消后的回波信号，并基于该回波信号得到目标的RCS值。
本发明第三方面，提供了一种室内RCS测试系统，包括：金属屏蔽壳体，以及置于金属屏蔽壳体内的雷达收发系统、目标和金属支架；所述室内RCS测试系统还包括如前所述的RCS测量背景对消装置。
在根据本发明所述的室内RCS测试系统中，优选地，金属支架包括支架本体和二维转顶；所述二维转顶插入目标内部进行紧固。
在根据本发明所述的室内RCS测试系统中，优选地，所述金属屏蔽壳体内部覆盖有吸波材料。
在根据本发明所述的室内RCS测试系统中，优选地，所述雷达收发系统包括：射频系统、发射天线、接收天线和紧缩场反射面。
实施本发明的RCS测量背景对消的测试方法、装置和系统，具有以下有益效果：本发明通过移除金属支架后的空暗室背景数据来进行背景对消，在保证不引入支架散射影响的同时，消除天线直漏、墙壁、地面等处的固定杂波对测试的影响，提高了RCS测试中背景对消的效果，提升了测试准确性。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例的室内RCS测试系统的结构示意图；
图2为根据本发明优选实施例的RCS测量背景对消的测试方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为根据本发明优选实施例的室内RCS测试系统的结构示意图。如图1所示，该实施例提供的室内RCS测试系统包括：金属屏蔽壳体1，以及置于金属屏蔽壳体1内的雷达收发系统、目标2和金属支架3。其中，雷达收发系统包括：射频系统4、发射天线5、接收天线6和紧缩场反射面7。其中射频系统4产生测试电磁波通过发射天线5发射，经过紧缩场反射面7的反射后抵达目标2，构成测试电磁波的发射线路。目标2的目标回波信号经过紧缩场反射面7再由接收天线6接收，构成测试电磁波反射线路。
其中金属支架3包括支架本体和二维转顶，二维转顶插入目标2内进行紧固，因此在安装目标2后，二维转顶至少有一部分位于目标2内部。优选地，金属屏蔽壳体1内部覆盖有吸波材料8。
本发明的室内RCS测试系统利用金属屏蔽壳体、吸波材料作为构造稳定电磁环境。金属屏蔽壳体可以保护测试场不受外部的有意或无意的电磁信号干扰，而铺设在金属屏蔽壳体内的吸波材料用来解决电磁波在壳体内的反射问题。室内RCS测试场的主要杂波都属于较为稳定的固定杂波，其来源主要有天线的直接泄漏以及支撑机构、紧缩场反射面、墙面、地面等部位形成的反射回波。但由于金属支架分为支架本体和二维转顶，并且拆除目标后金属支架裸会露出二维转顶，其散射很高，与放置目标后的散射情况相差甚远，不具备背景对消的意义，因此本发明通过主要通过移除目标和金属支架来获得背景回波信号。
具体地，本发明针对上述室内RCS测试系统提供了一种RCS测量背景对消的测试方法。本发明的背景对消使用情况是针对室内RCS测试场，其主要目的是削弱固定杂波影响。如图2所示，为根据本发明优选实施例的RCS测量背景对消的测试方法流程图。该方法包括以下步骤：
S1、使用室内RCS测试系统测量目标回波信号，其中室内RCS测试系统至少包括上述金属屏蔽壳体1，以及置于金属屏蔽壳体1内的雷达收发系统、目标2和金属支架3。金属屏蔽壳体1内部覆盖有吸波材料8。具体操作时，将目标2架设到金属支架3之上后，得到目标回波信号Ameas，此时的目标回波信号中主要包含目标回波、金属支架回波、与目标和金属支架相关的固定杂波、其他固定杂波。
S2、测量移除目标2和金属支架3后的背景回波信号，即空暗室背景数据；
具体操作时，将目标2和金属支架3移出室内RCS测试系统，同样发射电磁波，得到背景回波信号AER，此时此时暗室内没有被测的目标2也没有金属支架3。
S3、根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，得到背景对消后的回波信号，并基于该回波信号得到目标的RCS值。
具体地，计算背景对消后的回波信号Atarget：
Atarget＝Ameas-AER；
其中，Ameas为目标回波信号，AER为背景回波信号。
进一步，在目标回波信号是多个方位、俯仰角下的数据时，由于对消针对的是固定杂波，因而背景对消所用的背景回波信号与方位角、俯仰角关系不大，采用同一角度下的数据，即
对于
Figure BDA0002383943300000051
每个角度下的回波信号对消所用的背景信号相同。其中Ameas1至AmeasN为不同角度的目标回波强度。
因而，
Figure BDA0002383943300000061
其中，Atarget1至AtargetN为不同角度的背景对消后的回波强度。
由于无法单独得到金属支架回波和与目标和金属支架相关的固定杂波的信号，因而在传统的背景对消时，采取不对金属支架进行背景对消的方法，这让其他固定杂波(与目标不相关)也无从消除。本发明为了消除这类杂波将进行矢量相消，即Atarget＝Ameas-AER；得到背景对消后的回波信号，再基于该回波信号进行标定等操作得到目标的RCS值。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种RCS测量背景对消装置。上述室内RCS测试系统还包括该RCS测量背景对消装置。
在本发明的优选实施例中，该RCS测量背景对消装置包括：目标数据获取单元、背景数据获取单元和背景对消单元。
其中目标数据获取单元用于使用室内RCS测试系统测量目标回波信号，其中室内RCS测试系统包括金属屏蔽壳体，以及置于金属屏蔽壳体内的雷达收发系统、目标和金属支架。
背景数据获取单元用于测量移除目标和金属支架后的背景回波信号。
背景对消单元用于根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，得到背景对消后的回波信号，并基于该回波信号得到目标的RCS值。
应该理解地是，本发明中RCS测量背景对消的测试方法、RCS测量背景对消装置和室内RCS测试系统系统的原理相同，因此对RCS测量背景对消的测试方法的实施例的详细阐述也适用于装置和系统。
综上所述，本发明对室内RCS测试场的电磁环境特性进行研究，针对室内测试场的特点设计了一种RCS测试中的背景对消方法。本发明的主要思路是，虽然金属支架由于其本身特点，无法用带有支架的暗室背景数据进行背景对消，但是不进行背景对消使得微波暗室内的其他杂波无法消除，因此用移除金属支架后的空暗室背景数据来进行背景对消，在保证不引入支架散射影响的同时，消除天线直漏、墙壁、地面等处的固定杂波对测试的影响，提高室内RCS测试的准确性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种RCS测量背景对消的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、使用室内RCS测试系统测量目标回波信号，其中室内RCS测试系统包括金属屏蔽壳体，以及置于金属屏蔽壳体内的雷达收发系统、目标和金属支架；
S2、测量移除目标和金属支架后的背景回波信号；
S3、根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，得到背景对消后的回波信号，并基于该回波信号得到目标的RCS值。
2.根据权利要求1所述的RCS测量背景对消的测试方法，其特征在于，所述金属支架包括支架本体和二维转顶；所述二维转顶插入目标内部进行紧固。
3.根据权利要求1所述的RCS测量背景对消的测试方法，其特征在于，所述金属屏蔽壳体内部覆盖有吸波材料。
4.根据权利要求1所述的RCS测量背景对消的测试方法，其特征在于，所述步骤S3中根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，具体为计算背景对消后的回波信号Atarget：
Atarget＝Ameas-AER；
其中，Ameas为目标回波信号，AER为背景回波信号。
5.根据权利要求1所述的RCS测量背景对消的测试方法，其特征在于，所述雷达收发系统包括：射频系统、发射天线、接收天线和紧缩场反射面。
6.一种RCS测量背景对消装置，其特征在于，包括：
目标数据获取单元，用于使用室内RCS测试系统测量目标回波信号，其中室内RCS测试系统包括金属屏蔽壳体，以及置于金属屏蔽壳体内的雷达收发系统、目标和金属支架；
背景数据获取单元，用于测量移除目标和金属支架后的背景回波信号；
背景对消单元，用于根据所述目标回波信号和背景回波信号进行矢量相消，得到背景对消后的回波信号，并基于该回波信号得到目标的RCS值。
7.一种室内RCS测试系统，其特征在于，包括：金属屏蔽壳体，以及置于金属屏蔽壳体内的雷达收发系统、目标和金属支架；所述室内RCS测试系统还包括权利要求6所述的RCS测量背景对消装置。
8.根据权利要求7所述的室内RCS测试系统，其特征在于，金属支架包括支架本体和二维转顶；所述二维转顶插入目标内部进行紧固。
9.根据权利要求7所述的室内RCS测试系统，其特征在于，所述金属屏蔽壳体内部覆盖有吸波材料。
10.根据权利要求7所述的室内RCS测试系统，其特征在于，所述雷达收发系统包括：射频系统、发射天线、接收天线和紧缩场反射面。
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